(57)【要約】【課題】ユーザーの意図しない位置座標が誤って検出されることを防止する位置座標処理装置を提供する。【解決手段】本発明に係る位置座標処理装置１は、少なくとも１つの物体の位置を示す位置座標からなる位置座標集合を、位置座標間の距離に基づいて部分集合に分割する分割部１０と、各部分集合に含まれる位置座標に基づいて、当該部分集合における位置座標の代表値を算出すると共に、算出した代表値を、物体の位置座標として設定する位置座標設定部１１とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの物体の位置を示す位置座標からなる位置座標集合を、該位置座標集合に属する位置座標間の距離に基づいて部分集合に分割する分割手段と、
上記分割手段により分割された各部分集合の代表値を、当該部分集合に属する位置座標に基づいて算出する算出手段と、
上記算出手段により算出された代表値を、上記少なくとも１つの物体の位置を示す位置座標として設定する設定手段と、
を備えていることを特徴とする位置座標処理装置。
【請求項２】
上記分割手段は、上記位置座標集合に属し、かつ、距離が所定の閾値を下回る２つの位置座標が同一の部分集合に属するように、上記位置座標集合を分割することを特徴とする請求項１に記載の位置座標処理装置。
【請求項３】
上記設定手段により設定された設定済み位置座標を記憶するための記憶部をさらに備え、
上記分割手段は、上記位置座標集合に属する位置座標のうち、上記設定済み位置座標との距離が上記閾値を下回る位置座標を、上記設定済み位置座標に関連付けられた部分集合の要素としたうえで、上記位置座標集合に属する位置座標のうち、上記設定済み位置座標との距離が上記閾値を上回る位置座標からなる集合を、距離が上記閾値を下回る２つの位置座標が同一の部分集合に属するように部分集合に分割することを特徴とする請求項１または２に記載の位置座標処理装置。
【請求項４】
上記距離の統計分布に基づいて、上記閾値を設定する閾値設定手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の位置座標処理装置。
【請求項５】
上記閾値設定手段は、上記位置座標集合に属する２つの位置座標からなる位置座標対のうち位置座標間の距離が所定値未満となる位置座標対の数と、当該所定値未満の距離の総和と、当該所定値未満の距離の二乗和とに基づいて、上記閾値を設定することを特徴とする請求項４に記載の位置座標処理装置。
【請求項６】
少なくとも１つの物体の位置を示す位置座標からなる位置座標集合を、該位置座標集合に属する位置座標間の距離に基づいて部分集合に分割する分割ステップと、
上記分割ステップにおいて分割された各部分集合の代表値を、当該部分集合に属する位置座標に基づいて算出する算出ステップと、
上記算出ステップにおいて算出された代表値を、上記少なくとも１つの物体の位置を示す位置座標として設定する設定ステップと、
を含むことを特徴とする位置座標処理方法。
【請求項７】
画像を表示する表示パネルと、当該表示パネルに接触する物体の位置を示す位置座標を同時に複数出力するセンサと、請求項１から５のいずれか１項に記載の位置座標処理装置と、を備えており、
上記位置座標処理装置は、上記センサから入力される位置座標に基づいて算出した代表値を上記表示パネルに接触する物体の位置を示す新たな位置座標として設定することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表示装置を備えていることを特徴とする携帯型情報端末。
【請求項９】
請求項１から５のいずれか１項に記載の位置座標処理装置を動作させるプログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の接触点を検出可能なタッチパネルに関するものであり、特には、パネルにおける物体の接触点の検出精度を向上させる位置座標処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を表示する表示部として液晶ディスプレイを備えた画像表示装置（以下、単に表示装置と称する）は、携帯電話およびＰＤＡ（Personal Digital Assistants）をはじめとして、各種情報機器において幅広く用いられている。
【０００３】
ＰＤＡでは、指またはペンなどを表示装置に直接接触させることにより情報の入力が可能であるタッチセンサを備えた表示装置を搭載していることが一般的である。これによって、キーボードなどの操作入力部と画像を表示する表示装置とを一体とすることができるため、情報機器の小型化を実現することができる。また、近年では携帯電話または携帯型の音楽プレーヤーにおいても、タッチセンサを備える表示装置の普及が進んでいる。
【０００４】
このようなタッチセンサを備えた表示装置は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の表示装置は、主として、エッジ検出回路、接触判定回路および座標計算回路を備えている。
【０００５】
エッジ検出回路は、撮影された画像のエッジを検出することによりエッジ画像を取得する。接触判定回路は、エッジ検出回路において取得されたエッジ画像を用いて、物体が表示装置の表示画面に接触したか否かを判定する。より具体的には、接触回路は、エッジ毎にその移動方向（すなわち、エッジの座標の時間変化）を検出し、互いに逆方向に移動するエッジがある場合に、物体が表示装置の表示画面に接触したと判定する。
【０００６】
このように、特許文献１に記載の表示装置では、物体が接触しない限りはエッジが互いに逆方向に移動しないという原理を利用して、物体の接触を判定している。すなわち、特許文献１に記載の表示装置は、逆方向への移動量が所定の閾値以上の場合に物体が表示装置の表示画面に接触したと判定することによって、判定の精度を高めている。
【０００７】
また、座標計算回路は、物体が接触したと判定された場合に、エッジの重心を物体の座標位置として計算する。すなわち、物体が接触する前に座標位置を計算することにより、位置算出精度が低下することを抑制している。
【０００８】
なお、近年では、表示装置上に複数の物体が接触していることを検出することができる、すなわち表示画面上における複数の接触点を同時に検出することができるタッチセンサも普及しつつある。
【特許文献１】特開２００６−２４４４４６号公報（平成１８年９月１４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
物体と表示装置との接触座標（位置座標）を複数個出力することが可能であるセンサを備えた表示装置（「位置座標を複数出力することが可能であるセンサを備えた表示装置」を、以下単にタッチパネルとも称する）では、物体と表示装置との接触を誤検出することがある。例えば、タッチパネルに接触する物体の接触面積がタッチパネルの位置分解能よりも大きい場合、接触している物体（例えば、指）が１つであるにも関わらず、すなわち、表示装置に接触している接触領域が１つであるにも関わらず、複数の物体が接触していると誤検出されることがある。このような誤検出について、図１１（ａ）〜（ｃ）を参照して具体的に説明する。
【００１０】
光センサアレイを用いて画像処理する方式の表示装置である場合、図１１（ａ）に示すように、親指および人差し指が表示装置に接触している状態で接触認識処理を行うと、表示装置は、図１１（ｂ）に示すように、４つの接触部が存在すると認識する。したがって、表示装置は、図１１（ｃ）に示すように、４つの接触点の座標を検出（出力）してしまう。
【００１１】
このような表示装置における接触点の誤検出は、指の爪の存在、指が動く場合の圧力分布の変化、検出素子の温度特性およびその他の外的要因（例えば、光センサアレイを用いる場合には、外乱光）など多岐にわたるため、センサの信号処理のアルゴリズムを改良したのみでは、全ての要因に起因する誤検出を防止することは困難である。また、特許文献１には、このような誤検出を防止する技術について何ら開示されていない。
【００１２】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、ユーザーが意図しない位置座標が誤って検出されてしまうことを防止する位置座標処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る位置座標処理装置では、上記課題を解決するために、
少なくとも１つの物体の位置を示す位置座標からなる位置座標集合を、該位置座標集合に属する位置座標間の距離に基づいて部分集合に分割する分割手段と、
上記分割手段により分割された各部分集合の代表値を、当該部分集合に属する位置座標に基づいて算出する算出手段と、
上記算出手段により算出された代表値を、上記少なくとも１つの物体の位置を示す位置座標として設定する設定手段と、
を備えていることを特徴としている。
【００１４】
本発明に係る位置座標処理装置では、位置座標集合を、位置座標間の距離に基づいて分割した部分集合毎に代表値を算出し、算出した代表値を物体の位置を示す位置座標として設定する。
【００１５】
上記の構成によれば、当該位置座標処理装置に入力された位置座標を、ノイズとして検出される位置座標を考慮した新たな位置座標として出力することができる。これによって、ユーザーが意図した位置座標ではない位置座標が誤って検出されてしまうことを防止することができる効果を奏する。
【００１６】
したがって、例えば、本発明に係る位置座標処理装置をタッチパネルに搭載した場合には、物体の接触点として検出される位置座標の検出精度を向上させることができる効果を奏する。
【００１７】
なお、上記距離は、２つの位置座標ｐ＝（ｘｐ、ｙｐ）、ｑ＝（ｘｑ、ｙｑ）の各成分の２乗和の平方根として算出されるユークリッド距離ｄ（ｐ、ｑ）＝[（ｘｐ−ｘｑ）2＋（ｙｐ−ｙｑ）2]１／２に限らない。すなわち、４つの条件（１）ｄ（ｐ、ｑ）≧０、（２）ｄ（ｐ、ｑ）＝ｄ（ｑ、ｐ）、（３）ｄ（ｐ、ｑ）＝０⇔ｐ＝ｑ、（４）ｄ（ｐ、ｒ）＋ｄ（ｒ、ｑ）≧ｄ（ｐ、ｑ）を満足する任意の実数値関数ｄを、位置座標ｐ、ｑの間の距離として用いることができる。例えば、ｄ（ｐ、ｑ）＝｜ｘｐ−ｘｑ|＋｜ｙｐ−ｙｑ｜（各成分の差の絶対値の和）を距離として用いてもよい。
【００１８】
本発明に係る位置座標処理装置では、さらに、上記分割手段は、上記位置座標集合に属し、かつ、距離が所定の閾値を下回る２つの位置座標が同一の部分集合に属するように、上記位置座標集合を分割することが好ましい。
【００１９】
本発明に係る位置座標処理装置では、さらに、上記設定手段により設定された設定済みの位置座標を記憶するための記憶部を更に備え、上記分割手段は、上記位置座標集合に属する位置座標のうち、上記設定済み位置座標との距離が上記閾値を下回る位置座標を、上記設定済み位置座標に関連付けられた部分集合の要素としたうえで、上記位置座標集合に属する位置座標のうち、上記設定済み位置座標との距離が上記閾値を上回る位置座標からなる集合を、距離が上記閾値を下回る２つの位置座標が同一の部分集合に属するように部分集合に分割することが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、位置座標集合に属する位置座標のうち、設定済み位置座標との距離が閾値より小さい位置座標を、設定済み位置座標に関連付けられた部分集合の要素とする。すなわち、本発明に係る位置座標処理装置では、位置座標を、設定済みの位置座標の移動点として認識させることができる。
【００２１】
これによって、移動点として認識されるべき位置座標が新たな接触点として認識されることを防止することができるため、本発明に係る位置座標処理装置では、ユーザーの意図しない位置座標を誤って検出してしまうことをさらに一層防止することができる効果を奏する。
【００２２】
したがって、例えば、本発明に係る位置座標処理装置をタッチパネルに搭載した場合には、物体の接触点として検出される位置座標の検出精度をより一層向上させることができる効果を奏する。
【００２３】
本発明に係る位置座標処理装置では、さらに、上記距離の統計分布に基づいて、上記閾値を設定する閾値設定手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２４】
本発明に係る位置座標処理装置では、さらに、上記閾値設定手段は、上記閾値設定手段は、上記位置座標集合に属する２つの位置座標からなる位置座標対のうち位置座標間の距離が所定値未満となる位置座標対の数と、当該所定値未満の距離の総和と、当該所定値未満の距離の二乗和とに基づいて、上記閾値を設定することが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、ユーザーの意図しない位置座標の検出数に応じて、分割手段において用いる閾値を適宜変更することができる。すなわち、位置検出する物体の違いまたは外的環境に応じて、最も適切な値となるように閾値を設定することができる。
【００２６】
これによって、ユーザーが意図した位置座標ではない位置座標が誤って検出されてしまうことをより一層防止することができる効果を奏する。
【００２７】
したがって、例えば、本発明に係る位置座標処理装置をタッチパネルに搭載した場合には、物体の接触点として検出される位置座標の検出精度をさらに一層向上させることができる効果を奏する。
【００２８】
本発明に係る位置座標処理方法では、上記課題を解決するために、
少なくとも１つの物体の位置を示す位置座標からなる位置座標集合を、位置座標間の距離に基づいて部分集合に分割する分割ステップと、
上記分割ステップにおいて分割された各部分集合の代表値を、当該部分集合に属する位置座標に基づいて算出する算出ステップと、
上記算出ステップにおいて算出された代表値を、上記少なくとも１つの物体の位置を示す位置座標として設定する設定ステップと、
を含むことを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によれば、本発明に係る位置座標処理装置と同様の作用効果を奏する。
【００３０】
なお、画像を表示する表示パネルと、当該表示パネルに接触する物体の位置を示す位置座標を同時に複数出力するセンサと、本発明に係る位置座標処理装置と、を備えており、上記位置座標処理装置は、上記センサから入力される位置座標に基づいて算出した代表値を上記表示パネルに接触する物体の位置を示す新たな位置座標として設定することを特徴とする表示装置、および当該表示装置を備えた携帯型情報端末も本発明の範疇に含まれる。
【００３１】
さらに、本発明に係る位置座標処理装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを上記の各手段として駆動させることを特徴とするプログラムおよび該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の範疇に含まれる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る位置座標処理装置は、以上のように、物体の位置を示す位置座標からなる位置座標集合を、位置座標間の距離に基づいて分割した部分集合毎に代表値を算出し、算出した代表値を物体の位置を示す位置座標として設定する。
【００３３】
これによって、本発明に係る位置座標処理装置では、ユーザーが意図した位置座標ではない位置座標が誤って検出されてしまうことを防止することができる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
〔実施形態１〕
本発明に係る位置情報処理装置の一実施形態について、図１〜７を参照しつつ以下に説明する。なお、本実施形態では、光センサを内蔵した液晶パネルである光センサ内蔵液晶パネルを備えた携帯型情報端末に搭載される位置情報処理装置を例に挙げて説明する。
【００３５】
（携帯型情報端末１００の構成）
光センサ内蔵液晶パネル（以下、単に液晶パネルと称する）を備えた端末装置の構成について、図２を参照しつつ以下に説明する。携帯型情報端末１００は、図２に示すように、液晶パネル１１０、画像処理回路１１１、位置処理装置１、ＳＲＡＭ１１２、およびフラッシュメモリ１１３を備えている。
【００３６】
液晶パネル１１０内部のには、光センサが２次元アレイ状に配置されている。すなわち、液晶パネル１１０は、パックライトから放射され、液晶パネル上の物体表面で反射した光に基づいて、画像情報を取得する。画像処理回路１１１は、取得した画像における物体の位置座標を算出すると共に、および物体とパネルとの接触を判定する。すなわち、物体とパネルとの接触位置の位置座標を算出し、出力する。
【００３７】
このとき、パネルには光センサが２次元アレイ状に備えられているため、物体とパネルとの複数の接触位置を検出し、位置座標を算出することができる。もちろん、位置座標を算出するためのセンサは、光センサに限定されるものではなく、複数の接触位置を検出し、それぞれの位置座標を算出できるものであればよい。
【００３８】
なお、本明細書等における「接触」とは、厳密には、物体と液晶パネル表面とが物理的には接していなくてもよい。例えば、光センサを備えた液晶パネルの場合には、画像情報に基づいて、画像処理回路１１１において接触していると判定されれば、物理的には非接触であっても接触しているとする。
【００３９】
位置座標処理装置１は、フラッシュメモリ１１３に書き込まれたプログラムにしたがって、ＳＲＡＭ１１２を利用しつつ、画像処理回路１１１から出力された位置座標を処理する。位置座標処理装置１のより具体的な構成および動作について、以下に説明する。
【００４０】
（位置座標処理装置１の構成）
位置座標処理装置１は、図１に示すように、分割部１０、位置座標設定部１１、閾値設定部１２、状態推定部１３、記憶部１４および１５を備えている。なお、図１は、本発明に係る位置座標処理装置１の要部構成を示すブロック図である。位置座標処理装置１における各部材について、以下に説明する。
【００４１】
（分割部１０）
分割部１０は、画像処理回路１１１より出力された位置座標からなる位置座標集合を、所定の処理に基づいて部分集合に分割する。分割部１０は、図１に示すように、距離算出部２０および比較部２１を備えている。距離算出部２０は、位置座標に基づいて、座標間の距離を算出する。比較部２１は、距離算出部２０において算出した位置座標間の距離と閾値Ｔｈ１とを比較し、比較結果に基づいて、画像処理回路１１１より出力された位置座標集合を部分集合に分割する。なお、距離算出部２０および比較部２１の具体的な動作については、下記に詳述するため、ここではその説明を省略する。
【００４２】
（位置座標設定部１１）
位置座標設定部１１は、分割部１０において分割した部分集合に要素として含まれる位置座標に基づいて、当該部分集合の代表値を算出すると共に、算出した代表値を、物体の位置を示す位置座標として新たに設定する。すなわち、位置座標設定部１１は、画像処理回路１１１より出力された位置座標からなる位置座標に基づいて、新たな位置座標を算出し、設定する。なお、設定された位置座標はアプリケーションの動作などにおいて利用される。
【００４３】
（閾値設定部１２）
閾値設定部１２は、距離算出部２０において算出した位置座標間の距離に基づいて、閾値Ｔｈ１を設定する。なお、閾値設定部１２における閾値Ｔｈ１の設定方法の詳細は下記に詳述するため、ここではその説明を省略する。
【００４４】
（状態推定部１３）
状態推定部１３は、物体の接触状態を判定する。より具体的には、状態推定部１３は、位置座標設定部１１において設定された位置座標が物体の新規接触により生じた座標であるのか、物体が移動したことにより生じた座標であるのかを判定する。また、状態推定部１３は、上記の判定に加えて、物体との接触が解除されたことにより消失した位置座標があるか否かについても判定する。なお、判定された物体の接触状態については、位置座標設定部１１において設定された位置座標と共に、アプリケーションの動作などにおいて利用される。なお、状態推定部１３における判定は、従来公知の手法を用いればよい。
【００４５】
（記憶部１４および１５）
記憶部１４は、閾値設定部１２において設定された閾値Ｔｈ１を記憶する。記憶部１５は、位置座標設定部１１において設定された位置座標を記憶する。すなわち、位置座標処理装置１では、記憶部１５は、画像処理回路１１１より出力された位置座標かならる位置座標集合を分割部１０において分割して得られた部分集合の代表値を記憶している。
【００４６】
（位置座標処理装置１の動作）
次に、位置座標処理装置１の動作について、図３を参照しつつ以下に説明する。図３は、位置座標処理装置１の動作を示すフローチャートである。
【００４７】
まず、分割部１０は入力された位置座標から任意の２点を選択する（ステップＳ１）。距離算出部２０は、選択された２点の位置座標の座標値に基づいて、２点間の距離を算出する（ステップＳ２）。
【００４８】
比較部２１は、算出された距離が閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ３）。算出された距離が閾値Ｔｈ１未満である場合（ステップＳ３においてＹｅｓ）、分割部１０は選択した２点の位置座標が同一の集合に含まれる要素であると設定する（ステップＳ４）。より具体的には、選択した２点の位置座標を連結し、無向グラフを作成する。一方、算出された距離が閾値Ｔｈ１以上である場合（ステップＳ３においてＮｏ）、分割部１０は選択した２点の位置座標が異なる集合に含まれる要素であると設定する（ステップＳ５）。すなわち、選択した２点の位置座標を連結しない。
【００４９】
続いて、分割部１０は、入力された位置座標の全ての組み合わせにおいて距離を算出したか否かを判定する（ステップＳ６）。入力された位置座標の全ての組み合わせにおいて距離を算出した場合（ステップＳ６においてＹｅｓ）、分割部１０は、互いに連結されている位置座標同士が１つの集合となるように、入力された位置座標それぞれを集合に類別する（ステップＳ７）。入力された位置座標の全ての組み合わせにおいて距離を算出していない場合（ステップＳ６においてＮｏ）、分割部１０は距離を算出していない位置座標から２点を選択する（ステップＳ１）。すなわち、分割部１０はステップＳ１からステップＳ４またはステップＳ５までの処理を再度実行し、入力された位置座標の全ての組み合わせにおいて距離を算出するまで繰り返す。
【００５０】
次に、位置座標設定部１１は、各集合に要素として含まれる位置座標に基づいて、各集合の代表値を算出する（ステップＳ８）。位置座標設定部１１は、算出した代表値を物体の接触している接触点の位置座標として設定し（ステップＳ９）、記憶部１５に記憶すると共に、算出した代表値を状態推定部１３および位置座標処理装置１外部へ出力する。
【００５１】
状態推定部１３は、入力された代表値（位置座標設定部１１において物体の位置座標として設定された座標値）と、記憶部１５において直近に記憶された代表値とを比較することにより、位置座標設定部１１において設定された位置座標とが新規の接触点であるのか、または移動した接触点であるのかを判定する（ステップＳ１０）。また、状態推定部１３は、接触の解除された点があるか否かについても判定する。状態推定部１３において判定された結果は、位置座標設定部１１において設定された位置座標と共に、位置座標処理装置１の外部へと出力される。なお、状態推定部１３における位置座標の状態の判定は、従来公知のアルゴリズムを用いて判定すればよい。
【００５２】
（位置座標処理装置１の利点）
以上説明したように、位置座標処理装置１は、画像処理回路１１１より出力された、少なくとも１つの物体の位置を示す位置座標からなる位置座標集合を、位置座標間の距離に基づいて部分集合に分割し、分割した部分集合毎に代表値を算出し、算出した代表値を物体の位置を示す位置座標として設定する。より具体的には、画像処理回路１１１より出力された位置座標間の距離が閾値Ｔｈ１未満となる位置座標同士を、同一の集合に類別する。そして、類別した位置座標を要素として含む集合毎に算出した代表値を物体の位置を表す座標として設定する。
【００５３】
これによって、位置座標処理装置１では、ユーザーの意図していない位置座標が誤って検出されてしまうことを防止することができる。
【００５４】
したがって、液晶パネル１１０および画像処理回路１１１と共に位置座標処理装置１を搭載した表示装置（いわゆるタッチパネル）では、物体の接触点として検出される位置座標の検出精度を向上することができる。
【００５５】
（閾値Ｔｈ１の設定方法の詳細）
閾値Ｔｈ１は、所定の値として設定されていてもよいし、ユーザーにより適宜することが可能であってもよい。さらに、閾値Ｔｈ１は、所定のアルゴリズムに基づいて、動的に設定されてもよい。すなわち、閾値Ｔｈ１は、距離の統計分布に基づいて設定されてもよい。
【００５６】
本項では、閾値Ｔｈ１を動的に設定する場合の設定方法について、図４および５を参照しつつ以下に説明する。図４は、２本の指を一定時間適当に移動させた場合に、距離算出部１０において算出した距離の頻度情報を示すヒストグラムである。なお、図４では、算出した距離を２ｍｍ程度の単位でまとめた場合を一例として挙げている。
【００５７】
図４に示すように、距離の頻度は、大別して２つの山に分かれている。図４において右側の山は、位置座標間の距離が離れているため、２本の指の間の距離の頻度を示している。一方、図４において左側の山は、位置座標間の距離が接近しているため、接触点の位置座標と、いずれかの指のブレなどに起因するノイズとして検出される位置座標との間の距離の頻度を示している。すなわち、左側の山は、誤検出の原因となる位置座標間の距離の頻度である。したがって、閾値Ｔｈ１の設定には、図４に示すように位置座標間の距離が所定の閾値Ｔｈ２以下の値のみを用いることが好ましい。
【００５８】
閾値Ｔｈ１を動的に設定する場合の設定方法の詳細について、図５を参照しつつ以下に説明する。図５は、閾値Ｔｈ１の設定方法を示すフローチャートである。
【００５９】
まず、閾値設定部１２は、カウンタｋ、総和Ｓ１、二乗和Ｓ２の値を初期化する（ステップＳ２０）。続いて、閾値設定部１２は、距離算出部２０において算出された値（距離Ｌ）が閾値Ｔｈ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【００６０】
距離Ｌが閾値Ｔｈ２未満である場合（ステップＳ２１においてＹｅｓ）、閾値設定部１２は、カウンタｋに「１」を加算する（ステップＳ２２）。続いて、閾値設定部１２は、総和Ｓ１に距離Ｌの値を加算する（ステップＳ２３）。また、閾値設定部１２は、二乗和Ｓ２に距離Ｌの二乗の値を加算する（ステップＳ２４）。
【００６１】
なお、距離Ｌが閾値Ｔｈ２以上である場合（ステップＳ２１においてＮｏ）には、閾値設定部１２は、カウンタｋ、総和Ｓ１、二乗和Ｓ２の値を変更することなく、距離算出部２０において算出された次の距離Ｌが閾値Ｔｈ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【００６２】
次に、閾値設定部１２は、カウンタｋの値が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。カウンタｋの値が所定値未満である場合（ステップＳ２５においてＮｏ）、閾値設定部１２は、距離算出部２０において算出された距離Ｌの値が閾値Ｔｈ２以下であるか否かを判定する。すなわち、閾値設定部１２は、ステップＳ２１からの処理をカウンタｋの値が所定値以上となるまで繰り返す。
【００６３】
カウンタｋの値が所定値以上である場合（ステップＳ２５においてＹｅｓ）、閾値設定部１２は、カウンタｋ、総和Ｓ１および二乗和Ｓ２の値に基づいて、閾値Ｔｈ２未満であった距離の平均値および標準偏差を算出する（ステップＳ２６）。続いて、閾値設定部１２は、算出した平均値に標準偏差を加算し、得られた値を閾値Ｔｈ１として設定する（ステップＳ２７）。なお、閾値設定部１２は、設定した閾値Ｔｈ１を記憶部１４に記憶する。すでに、記憶部１４に閾値Ｔｈ１が記憶されている場合には、記憶されている閾値Ｔｈ１を新たに設定した閾値Ｔｈ１に置き換える。
【００６４】
なお、上述した閾値Ｔｈ１の動的な設定動作におけるカウンタｋの所定値は、特に限定されるものではない。所定値としては、例えば、画像処理回路１１１における位置座標のサンプリングレートの値を用いればよい。具体的には、画像処理会とにおける位置座標のサンプリングレートが６０Ｈｚである場合には、所定値を「６０」と設定すればよい。
【００６５】
閾値Ｔｈ１を上述したように設定することにより、接触点の位置座標のノイズとして検出される位置座標の多少に応じて、閾値Ｔｈ１を変更することができる。すなわち、位置検出する物体の違い（例えば、指であるのか、またはペンであるのか）、および外的環境（例えば、外乱光など）に応じて、最も適切な値となるように閾値Ｔｈ１を設定することができる。これによって、例えば、位置座標処理装置１がタッチパネルに搭載されている場合には、物体の位置検出精度をより一層向上させることができる。
【００６６】
（位置座標の類別方法の変形例）
上述した位置座標処理装置１の動作では、入力された位置座標の２点を連結する無向グラフを作成することにより、入力された位置座標からなる位置座標集合を部分集合に分割する方法を例に挙げているが、位置座標集合の分割はこれに限定されるものではない。本項では、位置座標処理装置１に入力された位置座標からなる位置座標集合の分割方法の変形例について、図６および７を参照しつつ以下に説明する。図６は、位置座標処理装置１の変形例の要部構成を示す図である。
【００６７】
図６に示すように、位置座標処理装置１ａは、分割部１０ａ、位置座標設定部１１ａ、閾値設定部１２、状態推定部１３、記憶部１４および１５を備えている。このうち、分割部１０ａおよび位置座標設定部１１ａ以外は位置座標処理装置１において説明した部材と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００６８】
分割部１０ａは、距離算出部２０ａおよび比較部２１を備えている。位置座標設定部１１ａは、部分集合の代表値を算出すると共に、算出した代表値を距離算出部２０ａにフィードバックする。位置座標設定部１１ａから代表値のフィードバックを受けた距離算出部２０ａは、位置座標設定部１１ａから入力された代表値を含めて位置座標間の距離を再度算出する。
【００６９】
位置座標処理装置１ａにおける位置座標の類別方法について、図７を参照しつつより具体的に説明する。図７は、位置情報処理装置１ａの動作の概要を示すフローチャートである。
【００７０】
まず、距離算出部２０ａは、位置座標処理装置１に入力された位置座標における全ての位置座標間の距離を算出する（ステップＳ３０）。全ての位置座標間の距離の算出が終了すると、分割部１０ａは、位置座標１つ１つに対して、重みを設定する（ステップＳ３１）。より具体的には、分割部１０ａは、位置座標と重みの値とを互いに関連付けて内部のメモリに記憶する。なお、設定される重みの値については特に限定されるものではないが、後段における計算を容易にするために、初期値は「１」に設定することが好ましい。
【００７１】
続いて、分割部１０ａは、距離算出部２０ａにおいて算出した位置座標間の距離のうち、最も短い距離を抽出する（ステップＳ３２）。比較部２１は、抽出された距離が閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。
【００７２】
距離が閾値Ｔｈ１未満である場合（ステップＳ３３においてＹｅｓ）、位置座標設定部１１ａは、抽出された距離を算出するために用いた位置座標の代表値を算出する（ステップＳ３４）。より具体的には、位置座標設定部１１ａは、重み付き加算平均を用いて、２つの位置座標の平均座標を算出する。位置座標設定部１１ａは、算出した代表値（平均座標）を分割部１０ａにおける内部メモリに記憶する。分割部１０ａは記憶された代表値（平均座標）の重みを設定する（ステップＳ３５）。より具体的には、分割部１０ａは、代表値の算出に用いた位置座標の重みを加算することにより代表値の重みを算出し、算出された代表値と関連付けて内部メモリに記憶する。続いて、分割部１０ａは、代表値の算出に用いられた２つの位置座標を内部メモリから消去する（ステップＳ３６）。
【００７３】
次に、距離算出部２０ａは、再度、位置座標間の全ての距離の算出する（ステップＳ３０）。すなわち、抽出した最も短い距離が閾値Ｔｈ１以上となるまで、ステップＳ３０からの処理を繰り返す。なお、位置座標設置部１１ａにおいて算出した代表値の距離以外は算出済であるため、ここでは、代表値とそれ以外の位置座標との間の距離を算出すればよい。
【００７４】
抽出した最も短い距離が閾値Ｔｈ１以上である場合（ステップＳ３３においてＹｅｓ）、位置座標設定手段１１ａは、分割部１０ａの内部メモリに記憶されている位置座標を物体の位置座標として設定する（ステップＳ３７）。そして、位置座標設定部１１は、位置座標処理装置１と同様に、設定した位置座標を記憶部１５に記憶すると共に、状態推定部１３および位置座標処理装置１外部へと出力する。
【００７５】
以上説明したように、位置座標処理装置１ａの構成であっても、位置座標間の距離が閾値Ｔｈ１未満である場合には代表値を算出し、その代表値を物体の位置座標として設定することができる。すなわち、位置座標処理装置１ａでは、距離の算出に用いた２つの位置座標を、当該２つの位置座標を要素として含む部分集合に分割するか否か判定し、部分集合に分割する場合には、分割した部分集合の代表値を算出する処理を繰り返すことにより、物体の位置を示す位置座標を設定する。
【００７６】
これによって、位置座標処理装置１と同様に、複数の位置座標が同時に入力される場合であっても、ユーザーの意図しない位置座標が誤って検出されてしまうことを防止することができる。したがって、位置座標処理装置１の場合と同様に、位置座標処理装置１ａを備えたタッチパネルにおける物体の位置座標の検出精度を向上させることができる。
【００７７】
（付記事項）
位置座標処理装置１および１ａでは、いわゆるユークリッド距離を用いた場合を例に挙げて説明しているが、もちろんこれに限定されるものではない。例えば、位置座標の座標成分の差の絶対値を加算した値を距離として用いてもよい。この値を距離として用いる場合には、いわゆるユークリッド距離を算出する場合と比較して、距離の算出に要する演算量を低減することができる。
【００７８】
また、物体が液晶パネル１１０に接触する際の接触面の形状に特徴がある場合には、その接触面の特徴に応じて距離を算出することもできる。例えば、右利きの人がタッチペンを用いて液晶パネル１１０を操作する場合、通常、タッチペンは液晶パネル１１０に対して右下から接触することになる。すなわち、タッチペンと液晶パネル１１０の接触面は液晶パネル１１０の左上から右下に伸びた楕円となる。そこで、分割部１０は、一方の位置座標を中心とする楕円の焦点座標を、所定の角度および焦点間距離に基づいて算出し、もう一方の位置座標と算出した焦点座標との距離の和を近接度として算出するようにしてもよい。楕円を用いて距離を算出する場合であっても、位置座標と焦点座標との座標の差の絶対値を算出することにより、演算量を低減することができる。
【００７９】
〔実施形態２〕
（位置座標処理装置１ｂの構成）
本発明に係る位置座標処理装置の別の実施形態について、図８〜１０を参照しつつ以下に説明する。本実施形態における位置座標処理装置のの要部構成を図８に示す。図８は、位置座標処理装置１ｂの要部構成を示すブロック図である。なお、実施形態１と同様の部材については、同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。したがって、本実施形態では、類別部１０ｂについてのみ以下に説明する。また、特に断りのない限り、実施形態１と同様の用語は、同様の意味で用いている。
【００８０】
図８に示すように、位置座標処理装置１ｂは、類別部１０ｂ、位置座標設定部１１、閾値設定部１２、状態推定部１３、記憶部１４および１５を備えている。
【００８１】
類別部１０ｂは、図８に示すように、距離算出部２０ｂおよび比較部２１を備えている。距離算出部２０ｂは、位置座標間の距離を算出する点では距離算出部２０と同様である。しかし、距離算出部２０ｂは、入力された位置座標のうちの任意の位置座標を選択すると共に、選択した位置座標と、記憶部１５に記憶されている位置座標との距離を算出する。
【００８２】
次に、位置座標処理１ｂの動作について、図９を参照しつつ以下に説明する。図９は、位置情報処理装置１ｂの動作の概要を示すフローチャートである。なお、類別部１０ｂにおける処理以外については、実施形態１において説明した処理と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００８３】
まず、距離算出部２０ｂは、位置座標処理装置１ｂに入力された位置座標のうちから１点を選択する（ステップＳ４０）。次に、距離算出部２０ｂは記憶部１５に記憶されている位置座標のうち直近に記憶された位置座標を対象座標として選択する（ステップＳ４１）。続いて、距離算出部２０ｂは、位置座標と対象座標との距離を算出する（ステップＳ４２）。なお、距離算出部２０ｂは、直近に記憶された位置座標全てを対象座標として設定し、位置座標との距離を算出する。したがって、距離算出部２０ｂの算出した距離の最小値は、選択した位置座標とその位置座標の最近傍に位置する対象座標との間の距離となる。
【００８４】
次に、比較部２１は、算出した距離の最小値が閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ４３）。算出した距離の最小値が閾値Ｔｈ１未満である場合（ステップＳ４３においてＹｅｓ）、類別部１０ｂは、選択した位置座標を、対象座標と同一の集合に類別する（ステップＳ４９）。一方、算出した距離の最小値が閾値Ｔｈ１以上である場合（ステップＳ４３においてＮｏ）、距離算出部２０ｂは、選択した位置座標以外の位置座標との距離を算出する（ステップＳ４５）。なお、この場合においても選択した位置座標以外全ての位置座標との間の距離を算出する。
【００８５】
比較部２１は、算出した距離の最小値が閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ４６）。算出した距離の最小値が閾値Ｔｈ１未満である場合（ステップＳ４６においてＹｅｓ）、類別部１０ｂは、選択した位置座標を、最小値となる距離を算出する際に用いた位置座標とを同一の集合に類別する（ステップＳ４７）。算出した距離の最小値が閾値Ｔｈ１以上である場合（ステップＳ４６においてＮｏ）、類別部１０ｂは、選択した位置座標を、その位置座標を要素として含む新たな集合に類別する（ステップＳ４８）。
【００８６】
最後に、類別部１０ｂは入力された位置座標全てにおいて類別処理が完了したか否かを判定する（ステップＳ４９）。全ての位置座標において類別処理が完了していない場合（ステップＳ４９においてＮｏ）、類別処理の済んでいない位置座標を選択し、再度ステップＳ４０からの処理を実行する。全ての位置座標において類別処理が完了した場合（ステップＳ４９においてＹｅｓ）、位置座標設定部１１は位置座標の類別された集合毎に代表値を算出する。
【００８７】
（位置座標処理装置１ｂの利点）
実施形態１において説明したように、算出した位置座標間の近接度が閾値Ｔｈ１未満である位置座標を同一の集合として位置座標集合を分割することにより、ユーザーの意図しない位置座標を検出する新たな可能性が生じる。例えば、図１０（ａ）および（ｂ）を参照して説明すると、図１０（ａ）に示すように２本の指を互いに寄せる動作を行った場合、図１０（ｂ）に示す状態となる。このとき、検出される２つの位置座標の座標間の距離が閾値Ｔｈ１未満である場合、２つの位置座標が１つであるとみなされ、ユーザーの位置しない１つの位置座標として検出されてしまうおそれがある。
【００８８】
そこで、位置座標処理装置１ｂでは、実施形態１において説明した処理を実行する前に、入力された位置座標のうち、直前に算出された位置座標からの移動点がないかを判定する。
【００８９】
より具体的には、位置座標処理装置１ｂは、記憶部１５に記憶されている位置座標（すなわち、対象座標）との間の距離が閾値Ｔｈ１未満である位置座標を、予め対象座標と同一の集合に類別する。これによって、本来移動点として認識されるべき位置座標が新たな接触点として認識されることを防止することができる。
【００９０】
したがって、位置座標処理装置１ｂでは、ユーザーの意図しない位置座標の検出をさらに一層防止することができる効果を奏する。また、液晶パネル１１０および画像処理回路１１１と共に位置座標処理装置１ｂを搭載した表示装置（いわゆるタッチパネル）では、物体の接触点として検出される位置座標の検出精度を向上することができる。
【００９１】
（プログラムおよび記録媒体）
位置座標処理装置１、１ａ、１ｂに含まれている各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成すればよい。または、次のように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００９２】
すなわち位置座標処理装置１、１ａ、１ｂは、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、このプログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、上記プログラムを実行可能な形式に展開するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、および、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）を備えている。この構成により、本発明の目的は、所定の記録媒体によっても、達成できる。
【００９３】
この記録媒体は、上述した機能を実現するソフトウェアである位置座標処理装置１、１ａ、１ｂのプログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録していればよい。位置座標処理装置１、１ａ、１ｂに、この記録媒体を供給する。これにより、コンピュータとしての位置座標処理装置１、１ａ、１ｂ（またはＣＰＵあるいはＭＰＵ）が、供給された記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し、実行すればよい。
【００９４】
プログラムコードを位置座標処理装置１、１ａ、１ｂに供給する記録媒体は、特定の構造または種類のものに限定されない。すなわちこの記録媒体は、たとえば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などとすることができる。
【００９５】
また、位置座標処理装置１、１ａ、１ｂを通信ネットワークと接続可能に構成しても、本発明の目的を達成できる。この場合、上記のプログラムコードを、通信ネットワークを介して位置座標処理装置１、１ａ、１ｂに供給する。この通信ネットワークは位置座標処理装置１、１ａ、１ｂにプログラムコードを供給できるものであればよく、特定の種類または形態に限定されない。たとえばインターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等であればよい。
【００９６】
この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な任意の媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。たとえばＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【００９７】
以上、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲において種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明に係る位置座標処理装置は、タッチパネルにおいて検出される位置座標を処理する処理装置または処理回路として好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】実施形態１に係る位置情報処理装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】位置情報処理装置を備えた携帯型情報端末の要部構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態１に係る位置情報処理装置の動作の概要を示すフローチャートである。
【図４】距離算出手段において算出した距離の頻度情報を示すヒストグラムである。
【図５】閾値Ｔｈ１の動的な設定方法を示すフローチャートである。
【図６】実施形態１に係る位置情報処理装置の変形例の要部構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態１に係る位置情報処理装置の変形例の動作の概要を示すフローチャートである。
【図８】実施形態２に係る位置情報処理装置の要部構成を示すブロック図である。
【図９】実施形態２に係る位置情報処理装置の動作の概要を示すフローチャートである。
【図１０】複数の物体の接触を検出するタッチパネルにおける誤検出の一例を示す図であり、（ａ）は２本の指を離して液晶パネルに接触させている状態であり、（ｂ）は２本の指を近接して液晶パネルに接触させている状態である。
【図１１】複数の物体の接触を検出するタッチパネルにおける誤検出の一例を示す図であり、（ａ）は親指および人差し指がタッチパネルに接触している状態を示しており、（ｂ）は、接触領域の認識状態を示しており、（ｃ）は、接触点の座標の検出を示している。
【符号の説明】
【０１００】
１          位置座標処理装置
１ａ        位置座標処理装置
１ｂ        位置座標処置装置
１０        分割部（分割手段）
１０ａ      分割部（分割手段）
１０ｂ      類別部（分割手段）
１１        位置座標設定部（算出手段、設定手段）
１１ａ      位置座標設定部（算出手段、設定手段）
１２        閾値設定部
１３        状態推定部
１４        記憶部
１５        記憶部
２０        距離算出部
２０ａ      距離算出部
２０ｂ      距離算出部
２１        比較部
１００      携帯型情報端末
１１０      光センサ内蔵液晶パネル（表示パネル）
１１１      画像処理回路
１１２      ＳＲＡＭ
１１３      フラッシュメモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010039868.tif 000011
【図１０】
2010039868.tif 000012
【図１１】
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